Землетрясения как движущая сила глубоководного углеродного цикла

Международная группа геологов под руководством Михаэля Штрассера использовала новые методы для анализа донных отложений в Японском желобе, чтобы получить новые данные об углеродном цикле.

Исследователи извлекли керн с глубины 7542 метра ниже уровня моря в Японском желобе — сейсмически активной океанической впадине длиной 800 км, которая была эпицентром землетрясения Тохоку 2011 года. Такие мощные землетрясения смывают огромные массы органического вещества с мелководий в глубоководные области. Последующие слои осадков несут информацию как об истории сейсмической активности, так и о глубоководном углеродном цикле.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, команда впервые применила два инновационных метода для датировки глубоководных отложений. Метод онлайн-газовой радиоуглеродной датировки позволил провести более ста измерений возраста по ¹⁴C на одном керне. Метод Ramped PyrOx (пиролиз), разработанный в Институте океанографии Вудс-Хоул, определяет относительный возраст органики по температуре её сгорания, так как более старые соединения имеют прочные химические связи.

Благодаря этим методам учёные с высокой точностью определили относительный возраст органического вещества в отдельных слоях. В керне были выявлены три горизонта с более старой органикой и повышенным экспортом углерода в глубокий океан. Эти слои соответствуют трём исторически задокументированным, но ранее неточно датированным сейсмическим событиям в Японском желобе: землетрясениям Тохоку (2011 г.), Санрику (869 г.) и безымянному землетрясению 1454 года.

«Идентификация и датировка тектонически вызванных отложений важна для будущих прогнозов вероятности землетрясений, — отмечает Михаэль Штрассер. — С нашими новыми методами мы можем предсказывать повторяемость землетрясений с гораздо большей точностью». В настоящее время команда работает над крупномасштабной геологической картой происхождения и частоты отложений в глубоководных желобах, анализируя образцы, собранные во время последующей экспедиции 2016 года.